大肠癌的分子靶向治疗

胸苷酸合成酶（TS）基因多态与5－FU疗效 关系
• • • 与5－FU化疗疗效相关的基因多态存在于TS基因的5’区和3’UTR区。 TS基因起动子5’区的28bp序列重复多态(TS2R 和TS3R) 将影响基因的表达。 2R表现为TS基因低表达，3R表现为TS基因高表达。3’区－6bp表现出细胞内 TS基因低表达。
TS 3'-UTR -6/-6 -6/+6 +6/+6 30 (38) 40 (50) 10 (12) 11 (32) 20 (59) 3 (9) 19 (41) 20 (44) 7 (15) 0.37
Liver-only metastatic colorectal cancer patients and thymidylate synthase polymorphisms for predicting response to 5-fluorouracil-based chemotherapy 。 达安分子病理检测中心 Br J Cancer. 2008 Sep 2;99(5):716-21.
• FdUMP: 5-氟尿嘧啶脱氧核苷5`-单磷酸盐 • FdUrd: 5-氟尿嘧啶脱氧核苷 • MS:蛋氨酸合酶 • MTHFR: 亚甲基四氢叶酸还原酶 • THF: 四氢叶酸 • TK: 胸腺嘧啶脱氧核苷激酶 • TP: 胸腺啶磷酸化酶 • TYMS(TS): 胸苷酸合成酶 达安分子病理检测中心
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氟尿嘧啶相关代谢酶基因多态 与大肠癌化疗疗效的关系
5－氟尿嘧啶是治疗大肠癌最有效、最常
用的化疗药物之一。与其它药物组成了多种有
效的化疗方案。 LF、FOLFOX、FOLFRI方案
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5－氟尿嘧啶代谢途径
• 5,10-CH2-THF: 5,10-亚甲基四氢叶酸 • 5-CH3-THF: 5-甲基四氢叶酸 • 5-FU: 5-氟尿嘧啶 • DHF: 二氢叶酸; • DHFR:二氢叶酸还原酶 • DHFU: 二氢氟尿嘧啶 • DPYD: 二氢嘧啶脱氢酶 • dTMP: 脱氧胸苷5`-单磷酸盐 • dUMP: 脱氧尿苷5`-单磷酸盐
•
Association of DPYD Genotypes With Isolated Types of Toxicity
DPYD wt/*2A
No. Toxicity (Overall ) Grade 3 to 4 Grade 0 to 2 Diarrhea Grade 3 to 4 3 5.1 6 7 5.5 1.2 % OR :4.67 ; 95% CI: 1.54 to 14.2, P=.010* OR:3.3 , 95% CI: 0.9 to 12.3 , P =NS* OR: 5.8 , 95% CI: 1.71 to 19.4 , P =.013* OR: 10.19 , 95% CI: 3.0 to 35.1 , P =.0021*
乳清酸磷酸核糖转移酶基因多态
• • 在5－FU转化为有活性核苷酸的磷酸化过程中乳清酸磷酸核糖转移酶（Orotate Phosphoribosyltransferase，OPRT）起着重要的作用。 5－FU通过乳清酸磷酸核糖转移酶等一系列酶转换为5-氟-2‘-脱氧尿苷酸盐或者磷酸化为 活性代谢产物三磷酸氟脲嘧啶。三磷酸氟脲嘧啶被广泛的内装在RNA（即F-RNA）中，破坏 正常RNA的加工处理和功能发挥。 已有报道，在一小鼠模型中，5-FU诱导的胃肠毒性与F-RNA有关，而与5-氟-2‘-脱氧尿苷 酸盐的水平无关。 此外，奥特拉西，一个乳清酸磷酸核糖转移酶的抑制剂，能减少氟脲糖苷磷酸盐的水平， 随之小肠中F-RNA减少70%，以及胃肠道毒性减少。 综合这些结果，应该考虑到在乳清酸磷酸核糖转移酶在正常小肠中的表达与5-FU诱导的胃 肠道毒性有关。 对日本乳清酸尿症患者进行uridine phosphorylase缺乏的分子研究显示与疾病相关三种 单核苷酸多态性 ，其中乳清酸磷酸核糖(基)转移酶Gly213Ala的多态现象可能能预测5-FU 诱导的毒性。 小样本分析发现Ala/Ala基因型患者3－4度腹泻发生率为100％，而Gly/Gly基因型仅为 2．7％。
Kaplan–Meier survival curves for patients after 5-FU-based chemotherapy (n=135) in relation to the MTHFR C677T genotypes (log rank=3.86, p=0.05) and MTHFR A1298C genotypes (log rank=6.82, p=0.009)
2R/2R
2R/3R 3R/3R
16 (20)
38 (47) 26 (33)
10 (30)
14 (40) 10 (30)
6 (13)
24 (52) 16 (35) 0.19
TS 5'-UTR b
2R/2R, 2R/3C, 3C/3C 2R/3G, 3C/3G, 3G/3G 48 (60) 32 (40) 26 (76) 8 (24) 22 (48) 24 (52) 0.011§
C677T
CC CT TT 11 34＃ 21 66 32
8
6
21＃
67＊
30
3
79
33
38
9
A1298C
AA 17 7 3 39 25 37 27 21 5 61 75 63 44 28 8
AC源自文库
CC
MTHFR, methylenetetrahydrofolate reductase.
＊& # : P = 0.04
MTHFR Gene Polymorphism and Response (79 patients )
MTHFR Gene Polymorphism Response No. of Patients % No Response No. of Patients % Total No. of Patients
• DPD活性在不同个体中的波动范围在8-21倍之间。
• • • • DPD酶活性降低可导致5-Fu分解代谢率下降，5-Fu活性代谢产物增多，以致造血 系统、神经系统及胃肠道毒性反应增加 . 大约3-5%的人群携带杂合性失活突变基因DPYD，0.1%携带DPD纯合性失活突变。 DPD的功能缺陷影响嘧啶的代谢，导致一系列临床症状的出现，特别是神经系统 症状。 在DPD基因中已经明确存在多个位点遗传变异，等位基因IVS14＋1位点G＞A (DPYD*2A)的突变，以该基因为模板转录的mRNA缺少第14外显子，翻译出缩短55 个氨基酸的DPD蛋白缺乏酶的活性，并且立即被蛋白酶降解。 早期研究表明，大约25%的病人在5-Fu治疗后出现3-4度毒性反应的肿瘤患者携带 杂合性DPYD2A等位基因。 达安分子病理检测中心
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Commercial name 5-fluorouracil Leucovorin Campto® or Camptosar® Eloxatin® Avastin® Erbitux®
Raltitrexed
羟基喜树碱
概
述
• 化疗药物在毒性和抗瘤作用方面表现出明显的个体差异， 因此对具体的个体而言，就很难选择出最佳的治疗方案。 • 遗传变异是影响治疗疗效和毒性的一个重要因素。 • 药物代谢酶、膜运转蛋白、治疗靶点相关基因编码发生的 遗传改变是鉴别药物异常药代学或药效学高危病人的有效 工具。
大肠癌个体化治疗
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Department of Medical Oncology, Jiangsu Province Institute of Cancer Research
概
•
述
大肠癌是常见恶性肿瘤之一，在世界范围内西方发达国家为明显高发地区，美国 大肠癌发病率至今仍居其肿瘤发病的第三位。
•
我国大肠癌发病率在80年代初远低于美国，约相差3倍以上。但近年来我国大肠癌
发病率增长幅度呈持续上升趋势，大城市的发病率已达恶性肿瘤发病的第三位、
农村为第五位，均较20年前增高。 • 2006－2008年，江苏省肿瘤医院收住大肠癌新病例数：
外科：1113例；内科：1216例；放疗科：285例
• 近半个世纪来，尽管外科手术学有了很大进步，但大肠癌的生存率仍没有较大提 高。 • • 大约33%的病人会出现复发，近半数病人死于转移。 化疗已成为大肠癌综合治疗的一个重要组成部分。
• 3R/3R的mRNA表达是2R/2R的3．6倍。
• • 3R/3R的mRNA表达是2R/3R的2．1倍。 28％－56％的3R等位基因上存在G＞C的单核苷酸多态，2R/3G、3C/3G、 3G/3G) mRNA高表达，2R/2R、2R/3C 、 3C/3C mRNA低表达。
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TS基因多态种族差异
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Kaplan–Meier survival curves for patients in relation to (a) MTHFR C677T polymorphism (log rank=0.01, p=0.92) and (b) MTHFR A1298C polymorphism (log rank=10.67, p=0.001)
亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）基因 多态与5－FU疗效关系
• MTHFR基因最常见的是C677T和A1298C多态。 • 前者在677位点发生C－T改变，使酶活性显著降低，后者在1298位 点发生A－C改变，也影响酶的活性， • 多态使体内5，10-MTHF水平升高，增强5-FU的抗瘤作用。 • 结肠癌和乳腺癌细胞株的实验室研究中发现MTHFR基因C677T的多 态性将影响叶酸的浓度和在细胞内的分布，同时改变癌细胞的生 长和对化疗的敏感性。 • 因此研究MTHFR基因的多态性对预测癌细胞对5-FU的敏感性可能具 有较高的临床价值。
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Association between genotypes and response to chemotherapy in the 80 patients
No. of patients (%) Genotypes TS 5'-UTR No. of patients (%) Respondersa (N=34) Non-respondersa (N=46) P-value
Journal of Clinical Oncology, Vol 23, No 7 (March 1), 2005: pp. 1365-1369
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二氢嘧啶脱氢酶基因多态性
• • 5-Fu在体内的清除模式为分解代谢，与尿嘧啶的降解相同。 在肝脏内，超过80%的5-Fu被其分解代谢限速酶—二氢嘧啶脱氢酶 （Dihydropyrimidine dehydrogenase, DPD）所灭活。
Association of polymorphisms MTHFR C677T and A1298C with risk of colorectal cancer, genetic and epigenetic characteristic of tumors, and response to chemotherapy . 达安分子病理检测中心 Int J Colorectal Dis. 2010 Feb;25(2):141-51
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概 述
已经批准用于大肠癌治疗的药物
agent 5-fluorouracil Folinic acid Irinotecan Oxaliplatin Bevacizumab Cetuximab S－1 Capecitabine Uracil/tegafur Xeloda® UFT HCPT
Grade 0 to 2
Mucositis Grade 3 to 4
10
4
1.6
7.7
Grade 0 to 2
Leucopenia Grade 3 to 4 Grade 0 to 2
9
4 9
1.4
12.5 1.4
*Compared with DPYD wt/wt.
Role of genetic and nongenetic factors for fluorouracil treatment-related severe toxicity: a prospective clinical trial by the German 5-FU Toxicity Study Group 达安分子病理检测中心 J Clin Oncol. 2008 May 1;26(13):2131-8